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I-6) le RAID 3
Le RAID
3 apporte les avantages du RAID 0 (amélioration des performances) et du RAID 1
(tolérance de panne). Le mode RAID 3 fonctionne avec un minimum de trois
disques. A l’instar du RAID 0, tous les disques sauf un qui a une tâche spéciale
se divisent les opérations de lecture et d’écriture ce qui augmente les
performances. En RAID 3, la taille des segments n’est pas modifiable et est
fixée à 512 octets (en RAID 3 : un segment = un secteur de disque dur = 512
octets). L’un des disques est un disque de parité.
La
tolérance de panne grâce à la parité
La
parité est un processus algorithmique utilisant l’intégrale de parité inventée
par Gérard Langlet. Ses applications sont très nombreuses en informatique et en
particulier dans le domaine du RAID. Avec un ensemble RAID3, lors de chaque
opération d’écriture les données vont êtres réparties entres tous les disques
(sauf le disque de parité) de façon équitable.
Au
moment où les données sont écrites, des informations indiquant sur quel disque a
été stocké tel ou tel fragment des données sont enregistrées dans le disque de
parité. Ce sont les informations de parité. Ainsi, si un fragment d’une donnée
est défectueux ou manquant, la comparaison entre les informations de parité et
les autres fragments de la donnée (qui sont stockés sur les autres disques durs)
vont permettre de reconstituer le fragment.
Si l’un
des disques contenant des données tombe en panne, alors le disque de parité et
les disques restant permettent de reconstruire les données qui étaient stockées
sur le disque endommagé.
Lorsque
le disque de parité tombe en panne le système continue de fonctionner en mode
RAID 0 avec les disques restants qui contiennent les données. Lorsque l’on
rajoute un nouveau disque de parité, les informations de parité sont
reconstruites et le RAID 3 redeviens actif.
Le
RAID 3 apporte donc la tolérance de panne car le système supporte la perte d’un
disque quel qu’il soit (données ou parité). En revanche si deux disques durs
tombent en panne simultanément, les données sont perdues.
Fonctionnement du RAID 3 pour un accès en lecture
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A chaque
fois qu’il y a une lecture sur un système RAID 3, tous les disques (sauf
le disque de parité) travaillent de concert ce qui augmente fortement
les performances.
Dans
l’exemple ci-contre, on veut lire un fichier nommé « film.avi » situé
sur un ensemble RAID 3 composé de trois disques. Les données du fichier
sont été réparties sur les deux premiers disques. Le disque de parité
n’est pas sollicité lors des opérations de lecture.
Donc dans le cas d’un accès en lecture un ensemble RAID 3 composé de
trois disques se comporte comme un ensemble RAID 0 composé de 2 disques.
Ainsi lors de la lecture du film les deux disques travaillerons en
parallèle : chacun lisant une partie des données, ce qui va quasiment
multiplier les performances par deux. |
Cependant, ce mode a un gros défaut. En effet comme nous l’avons vu
précédemment, à chaque fois qu’on écrit un fichier sur le disque, il est découpé
en morceaux qui sont copiés en même temps sur chacun des disques (sauf le disque
de parité). Et à chaque écriture sur l’un des disques, il y a une écriture sur
le disque de parité.
Fonctionnement du RAID 3 pour un accès en écriture
Cela
signifie que le disque de parité travaille plus que les autres disques. Par
exemple, dans un RAID 3 composé de 3 disques, le travail du disque de parité est
deux fois plus important que celui des autres disques. De même dans un système
RAID 3 composé de 6 disques, les accès en écriture au disque de parité seront
cinq fois plus importants que ceux des cinq premiers disques. Cela est
généralisable, ainsi lorsqu’on a un ensemble composé de n disques, les accès au
disque de parité sont (n-1) fois plus nombreux que pour les autres disques.
On peut
donc dire que le disque de parité se révèle être un véritable goulot
d’étranglement au niveau des performances en écriture. De plus comme sa charge
de travail est plus élevée, le disque de parité à tendance à tomber en panne
très fréquemment.
Un petit exemple
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Dans notre exemple, on met en place un RAID 3
composé de 3 disques durs. Le système d’exploitation verra un seul
disque dur d’une capacité de 120 Go. Cela peut sembler étrange car la
capacité physique totale des trois disques durs est de 215 Go (75 Go+ 60
Go + 80 Go = 215 Go).
Pour calculer la capacité utilisable d’un
ensemble RAID 3, il faut prendre la capacité du plus petit des disques
(soit 60Go dans notre exemple) et la multiplier par le nombre de disques
– 1 (car l’un des disques est utilisé pour stocker les informations de
parité).
On obtient donc un espace disque utilisable de
60 Go * (3 – 1) disques = 60 Go * 2 disques = 120 Go.
Au niveau des performances, l’accès en lecture sera quasiment multiplié
par deux par rapport à un disque seul. En outre, si l’un des 3 disques
tombe en panne alors aucune donnée ne sera perdue. |
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Le RAID
3 permet donc d’augmenter les performances tout en gérant la tolérance de panne.
Les performances en lecture sont améliorées proportionnellement au nombre de
disques (plus il y a de disques, plus les performances en lecture augmentent).
Malgré une légère amélioration des performances en écriture (elle sont bridées
par le disque de parité) ce système n’est pas plus intéressant que le RAID 1. En
effet, sa fiabilité est moindre car seul la perte d’un seul disque est possible
et car le disque de parité s’use plus vite.
I-7) le RAID 4
Ce mode
nécessite au moins trois disques et est très proche du RAID 3. La seule
différence notable avec le RAID 3 est l’organisation des données. En effet, avec
le RAID 4, la taille des segments est variable et se modifie en temps réel. Cela
implique que les informations de parité doivent être mise à jour à chaque
écriture afin de vérifier si la taille des segments a été modifiée. Dans un
système RAID 4, le disque de parité devient donc un facteur encore plus limitant
lors des opérations d’écriture. Cependant, les performances en lecture sont les
même qu’avec le RAID 3 (c'est-à-dire excellentes). Le mode
RAID 4 gère donc la tolérance de panne et apporte un gain en lecture mais pas en
écriture. Généralement on lui préfère le RAID 5.
 Introduction Générale
1. Introduction
2. Le JBOD
3. Le RAID 0
4. Le RAID 1
5. Le RAID 2
6. Le RAID 3
7. Le RAID 4
8. Le RAID 5
9. L'orthogonal RAID 5
10. Le RAID 6
11. Le RAID 7
12. Conclusion
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La technologie RAID - Les niveaux simples
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